早期宇宙中的量子隧穿：来自亚稳宇宙弦的稳定磁单极子

我们提出了一种新的机制，通过早期宇宙中亚稳宇宙弦的量子力学衰变产生拓扑稳定的单极子（TSM）。在$SO(10)$模型中，该机制产生的TSM携带两个单位（$4\pi/e$）的狄拉克磁荷以及一些被屏蔽的色磁荷。对于无量纲弦张力参数$G\mu \approx 10^{-9} - 10^{-5}$，单极子是超重的，质量约为$10^{15} - 10^{17}$ GeV。质量约为$10^8 - 10^{14}$ GeV的单极子来自$G\mu$值从$\sim 10^{-22}$到$10^{-10}$的亚稳弦。我们确定了在IceCube和KM3NeT等探测器中以可观测水平产生这些单极子的参数空间。对于较低的$G\mu$值，超相对论性单极子应能在Pierre Auger和ANITA处被探测到。来自$G\mu\sim 10^{-9}-10^{-5}$的亚稳弦的随机引力波发射应能在HLVK以及包括爱因斯坦望远镜和宇宙探索者在内的未来探测器中探测到。基于该框架的$E_6$扩展将产生来自亚稳弦量子力学衰变的TSM，携带三个单位（$6\pi/e$）的狄拉克磁荷。